化学选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质精练
展开1.下列有关比较错误的是( )
A.未成对电子数:B.键能:
C.元素电负性:D.第一电离能:
2.现有三种元素的基态原子的电子排布式:①1s22s22p63s23p4;②ls22s22p63s23p3;③1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是( )
A.第一电离能:③>②>①B.原子半径:③>②>①
C.电负性:③>②>①D.最高正化合价:③>②>①
3.下列各组元素中,电负性依次减小的是
A.F、N、O B.Cl、C、F
C.Cl、S、P D.P、N、H
4.“胃舒平”的主要成分是氢氧化铝,同时含有三硅酸镁()等化合物。下列叙述错误的是( )
A.第一电离能:
B.基态铝原子核外电子占据的最高能级符号为3p
C.元素的电负性:
D.某同学书写的基态Mg原子的轨道表示式:违反了泡利不相容原理
5.下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是( )
A.同一元素不可能既表现金属性,又表现非金属性
B.第ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
D.第ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
6.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示,单位为)。下列关于元素R的判断中一定正确的个数是( )
①R的最高正化合价为 价
②R元素基态原子的电子排布式为
③同周期元素中第一电离能小于R的元素有一种
④R元素位于元素周期表中第ⅡA族
A.1B.2C.3D.4
7.有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5。下列说法正确的是( )
A.原子半径:③>④>②>①B.第一电离能:④>③>②>①
C.电负性:④>③>②>①D.最高正化合价:④>①>②=③
8.下列叙述正确的是( )
A.电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度
B.在同一电子层上运动的电子,其自旋方向肯定不同
C.镁原子的核外电子排布由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态
D.基态原子价层电子排布是5s1的元素,其氢氧化物的溶液一定不能溶解氢氧化铝
9.M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法不正确的是( )
A.氢化物沸点:X
10.某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示,单位为kJ·ml)如表所示。关于元素R的判断中正确的是
A.R元素基态原子的价电子排布式为
B.R的最高正价为+2价
C.R元素可能属于非金属元素
D.R元素位于元素周期表中第ⅠA族
11.下列叙述正确的是( )
A.可能存在电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的基态原子
B.基态原子的电子排布在同能级的简并轨道时,优先分占不同轨道
C.同一周期的两种元素,电负性大者,第一电离能也大
D.I1(Na)=496kJ/ml,即1ml钠原子失去3s1电子时吸收496kJ能量
12.X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期元素。X、Z原子中分别有1、7个运动状态完全不同的电子,基态Y原子中有3个能级且各能级电子数相等,基态W原子最外层电子数是内层电子数的3倍,R的原子半径是同周期中最大的。下列说法正确的是( )
A.基态Z原子核外电子排布式为1s22s22p3
B.简单离子半径:r(R)>r(W)
C.第一电离能:I1(W)>I1(Y)>I1(Z)
D.X分别与Y、Z、W形成的化合物中一定含有相同的电子数
13.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中Z的内层电子数是X最外层电子数的2倍:基态Y原子的s轨道电子数与p轨道电子数相等;由这四种元素组成的某种物质常用作消毒漂白剂,其结构式如图所示。下列说法正确的是
A.简单离子半径:X
C.基态W原子核外电子的空间运动状态有6种
D.同周期中第一电离能小于X的元素有5种
14.下表是某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·ml-1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是:( )
①R的最高正价为+3
②R元素位于元素周期表中第ⅡA族
③R元素的第一电离能大于同周期相邻元素
④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A.①②B.②③C.③④D.①④
15.下列说法错误的是( )
A.Sb的价电子排布式为5s25p3
B.第一电离能:Br>Se> As
C.电负性:Br>C>H
D.[Sb2(CH3)5]2[Sb2(CH3)2Br6]中存在离子键和共价键
16.短周期非金属元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的未成对电子数是其所在周期中最多的,基态W原子的电子总数是其最高能级电子数的4倍。四种元素与Xe元素组成的某化合物的结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.W的常见氧化物是酸性氧化物
B.最简单氢化物的沸点:Z>Y>X
C.气态氢化物的还原性W> Z
D.X和W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液都具有强氧化性
17.某离子液体结构如下图所示。W、X、Y、Z原子序数依次增大,W、X和Y的原子序数之和为14,X和Y基态原子的核外未成对电子数之和为5,Z是第四周期元素。下列说法错误的是( )
A.X、Z的简单氢化物均可溶于水
B.电负性:
C.第一电离能:
D.W、Y、Z可形成既含离子键又含共价键的化合物
18.硫酸亚铁铵[]俗称莫尔盐,在生产生活中有多种应用。下列说法错误的是
A.可用试剂检验莫尔盐是否已氧化变质
B.有4个σ键电子对
C.基态的价层电子轨道表示式为
D.N的第一电离能比同周期相邻的两种元素都大
19.下列性质的比较,不正确的是( )
A.热稳定性:HCl>HBr>HIB.电负性:F>O>N
C.第一电离能:Na>Mg>AlD.酸性:
20.下列曲线表示Na、Mg、Al元素或其单质性质随核电荷数的变化趋势,错误的是
A.B.
C.D.
二、综合题
21.判断下列叙述的正误(用正确或错误表示)。
(1)电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据
(2)催化剂可以加快化学反应的速率,也可以提高反应物的转化率
(3)比较电离常数的大小可以判断弱电解质的相对强弱
(4)常温下,加水稀释醋酸溶液的过程中,醋酸的电离程度增大
(5)在一定条件下,化学反应的△H只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
22.铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。
(1)基态Fe原子的价层电子的电子排布图为 ;其最外层电子的电子云形状为 。
(2)(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O俗称摩尔盐
① 电子式为 。
②N、O两元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
③ 中S原子的杂化方式为 ,VSEPR模型名称为 。
(3)K3[Fe(CN)6]晶体中中心原子的配位数为 ,晶体的配位体为 (用化学符号表示)。
23.人们常在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素。
(1)纳米TiO2是种应用广泛的催化剂,在太阳光照射下,可以降解酚、醛等多种有机物。22号元素钛位于元素周期表的 区,基态钛原子的价层电子轨道表示式为 。TiCl4的水解反应可以制得TiO2·xH2O,过滤后再经焙烧可以得到TiO2,写出TiCl4水解反应的化学方程式 。
(2)铬(Cr)是不锈钢的重要成分,在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。对于基态24Cr原子,下列叙述错误的是____(填标号)。
A.核外电子有24种运动状态,处在7个不同的能级上
B.核外电子排布是[Ar]3d54s1,是第四周期元素中未成对电子数最多的元素
C.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
D.电负性比钾大,原子对键合电子的吸引力比钾大
(3)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂,其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是 ,晶胞参数为a pm、a pm、c pm,该晶体密度为 (写出表达式,用a、c和NA表示,)。
24.自然界中存在大量元素,在工农业生产中有广泛应用。回答下列问题:
(1)人工合成的蓝宝石晶体(Al2O3)是目前半导体工业中应用最广泛的材料。
①基态Al原子中有 种运动状态不同的电子,核外电子占据最高能级的符号是 ,占据该能级电子的电子云轮廓图形状为 。
②比较第一电高能:Mg Al(填“>”、”<”或“=”)。在现代化学中,常利用 上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。
(2)羰基硫(COS)存在于许多种植物中,杀虫效果显著。
①1mlCOS分子中含有σ键的数目为 ,其中心原子的杂化方式为 。
②CS2、CO2、COS的分解温度由低到高的顺序为 。
(3)NaCl 和MgO都属于离子化合物.NaCl的熔点为801.3℃,MgO的熔点高达2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是 。
(4)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。
则:①距离一个Fe原子最近的Mg原子个数是 ,与此晶胞结构相似的常见的离子晶体是 (填名称)。
②若该晶体储氢时,H2 分子在晶胞的体心和棱心位置,晶胞的参数为dnm,则距离最近的两个H2分子之间的距离为 cm;含铁56g的该储氢合金可储存标准状况下H2 的体积为 L。
25.
(1)某元素原子的价电子构型为4s24p1,该元素的符号为 。
(2)某元素+3价离子的3d轨道半充满,该元素的符号为 。
(3)A元素的负二价离子和B元素的正二价离子的电子层结构都与氩相同,A的离子结构示意图为 ,B的元素名称为 。
(4)如图,第一电离能I1是指气态原子X(g)处于基态时,失去一个电子成为气态阳离子X+(g)所需的能量。如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线(其中12~17号元素的有关数据缺失)。
①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,推断Na~Ar元素中,Al的第一电离能的大小范围为 <Al< ;(填元素符号)。
②图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第 周期 族。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.基态Cr原子核外有24个电子,3d能级上有5个电子、4s能级上有1个电子,这六个电子都未成对,依此分析,Cr、Mn、As原子的未成对电子数分别为6、5、3,即原子的未成对电子数:,故A不符合题意;
B.原子半径越大,共价键键长越大,键能越小,同一主族从上至下原子半径增大,则原子半径,所以键能:,故B不符合题意;
C.同一周期主族元素,从左向右,电负性逐渐增大,F、O、N位于同一周期,则电负性: F>O>N,故C不符合题意;
D.同一周期主族元素,从左向右,第一电离能呈增大的趋势,但第IIA族、第VA族比相邻元素大,Na、Mg、Al位于同一周期,Mg是第IIA族元素,故第一电离能由大到小的顺序为 Mg>Al>Na,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、从电子排布式进行分析,结合轨道可以发现铬原子的未成对电子数最多,砷原子的未成对电子数最少;
B、共价键越长,键能越小;
C、同周期主族元素,从左到右电负性递增;
D、同周期主族元素,从左到右第一电离能递增,但是第IIA族、第VA族由于轨道全充满或者半充满,第一电离能反而更大。
2.【答案】A
【解析】【解答】由核外电子排布式可知,①1s22s22p63s23p4为S元素,②1s22s22p63s23p3为P元素,③1s22s22p5为F元素;A.同周期自左而右,第一电离能增大,但P元素原子3p能级为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能Cl>P>S;同主族自上而下第一电离能减弱,故F>Cl,故第一电离能F>P>S,即③>②>①,故A符合题意;
B.同周期自左而右,原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径P>S>F,即②>①>③,故B不符合题意;
C.同周期自左而右,电负性增大,同主族自上而下降低,故电负性③>①>②,故C不符合题意;
D.S元素最高正化合价为+6,P元素最高正化合价为+5,F没有正化合价,故最高正化合价:①>②,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据排布式 ①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5 可判定三种元素分别为硫,磷,氟。同周期元素
3.【答案】C
【解析】【解答】A.元素周期表中,同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,则F>O>N,A不符合题意;
B.同主族元素从上到下,电负性逐渐减弱,则F>Cl,B不符合题意;
C.同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增强,则Cl>S>P,C符合题意;
D.元素周期表中,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱,则N>P,故N>P>H,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.元素周期表中,同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强;
B.同主族元素从上到下,电负性逐渐减弱;
C.同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增强;
D.元素周期表中,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱。
4.【答案】A
【解析】【解答】A.同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空、半满和全满结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能,则第一电离能:,A符合题意;
B.基态Al的价电子排布式为3s23p1,则基态铝原子核外电子占据的最高能级符号为3p,B不符合题意;
C.非金属性强则电负性大、金属性强则电负性小;同周期从左向右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,则元素的电负性:,C不符合题意;
D.泡利不相容原理是说每个轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子,则某同学书写的基态Mg原子的轨道表示式中3s轨道违反了泡利不相容原理,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;
B.基态Al的价电子排布式为3s23p1;
C.元素的非金属性越强,电负性越大;
D.泡利不相容原理:每个轨道只能填充两个电子,且自旋方向相反。
5.【答案】B
【解析】【解答】A.在金属与非金属交界处的元素既表现金属性,又表现非金属性,如Si是非金属元素,但是具有金属光泽和导电性,所以Si既表现金属性,又表现非金属性,故A不符合题意;
B.同周期元素从左到右金属性减弱,则第ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素,故B符合题意;
C.同种元素可存在多种核素,质子数相同,中子数不同,互为同位素关系,故C不符合题意;
D.阴离子还原性越强,对应元素的非金属性越弱,对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越弱,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A、在金属与非金属交接处的元素,既有金属性,又有非金属性
C、如C有同位素,质子数相同,而中子数不同
D、比较酸性,比较的使最高价氧化物对应水化物的酸性
6.【答案】B
【解析】【解答】某短周期元素R的第三电离能剧增,说明该原子最外层有2个电子,处于IIA族,该原子存在第五电离能,说明核外电子数数目大于4,故R为Mg元素。
①R为Mg元素最高正价为+2价,故①符合题意;
②R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2,故②不符合题意;
③R元素最外层电子排布式为3s2,为全满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素的,如Na、Al等不止一种元素的第一电离能小于R,故③不符合题意;
④R元素位于元素周期表中第ⅡA族,故④符合题意;
故答案为:B。
【分析】失去最外层电子后,次外层全满,较稳定,不易失去,电离能比较大。
7.【答案】B
【解析】【解答】由电子排布可知,①为S,②为P,③为N,④为F,
A.电子层越多,半径越大,同周期原子序数大的原子半径小,原子半径为②>①>③>④,故A不符合题意;
B.非金属性强,则第一电离能大,所以第一电离能为④>③>②>①,故B符合题意;
C.非金属性强,则电负性大,则电负性为④>③>②>①,故C不符合题意;
D.F没有正价,则最高正价为①>③=②,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.电子层数越多原子半径越大;
B.电子层数越多,第一电离能越小,电子层数相同时,核电荷数越多,第一电离能越小;
C.同一周期,从左往右,电负性逐渐增大,同一主族,从上往下,电负性逐渐减弱;
D.最高正化合价等于最外层电子数,O、F没有最高正化合价。
8.【答案】A
【解析】【解答】A. 电负性表示对键合电子的吸引力,电负性越大对键合电子吸引力越大,所以电负性越强非金属性越强,故A符合题意;
B. 同一原子轨道上运动的两个电子,自旋方向肯定不同;但同一电子层上运动的电子,其自旋方向有可能相同,如2p能级若只有2个电子,则两个电子自旋方向相同,故B不符合题意;
C. 基态转化成激发态要吸收能量,则镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子吸收能量,由基态转化成激发态,故C不符合题意;
D. Rb原子最外层电子排布为5s1,Rb为第IA族的金属元素,其氢氧化物的碱性大于KOH,则RbOH为强碱,能溶解Al(OH)3,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.考查的是电负性和非金属强弱的关系
B.考查的是同一电子层上的电子运动方向
C.考查的s和p轨道能量的高低,p轨道能量高于S轨道
D.考查的是通过价电子层的电子数确定元素的位置
9.【答案】A
【解析】【解答】A、C的氢化物有多种,若碳原子的个数越多,则其沸点越高,因此无法确定氢化物沸点的大小,A符合题意。
B、同周期元素,核电荷数越大,电负性越强,因此电负性C<N<O,同时H的电负性最小,B不符合题意。
C、同周期元素,核电荷数越大,第一电离能越大,N的2p轨道处于半充满状态,结构稳定,第一电离能大于相邻元素,因此第一电离能B<C<O<N,C不符合题意。
D、电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,因此离子半径N3->O2-,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】基态Z原子的电子填充了3个能级,且含有2个未成对电子,因此基态Z原子的核外电子排布式为1s22s22p2或1s22s22p4,由于Z可形成2个共价键,因此Z为1s22s22p4,所以Z为O。X可形成4个共价键,所以X为C;M形成一个共价键,所以M为H。由于原子序数依次增大,因此Y为N,W为B。据此结合选项进行分析。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.R元素可能是Mg或Be,基态原子的价电子排布式为ns2,故A不符合题意;
B.第ⅡA族元素最外层有2个电子,所以R的最高正价为+2价,故B符合题意;
C.R元素可能是Mg或Be,不可能属于非金属元素,故C不符合题意;
D.最外层有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】元素的第一、第二电离能都较小,可失去2个电子,最高化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为第IIA族元素。
11.【答案】B
【解析】【解答】A.由能量最低原理知,核外电子排布规律是先排3d轨道,再排4p轨道,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,故A不符合题意;
B.由洪特规则可知,基态原子的电子排布在同能级的简并轨道时,优先分占不同轨道,且自旋方向相同,故B符合题意;
C.同周期元素,从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,电负性依次增大,但IIA族、VA族元素第一电离能大于右邻元素,电负性小于右邻元素,故C不符合题意;
D.I1(Na)=496kJ/ml是指1ml气态钠原子失去1ml电子形成气态钠离子所需要的能量496kJ能量,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据核外电子排布规律判断;
B.根据洪特规则判断;
C.根据同周期电负性和电离能的变化规律分析;
D.根据I1(Na)的含义分析。
12.【答案】A
【解析】【解答】X、Z原子中分别有1、7个运动状态完全不同的电子,则X、Z原子序数分别为1、7,X是H元素Z是N元素;基态Y原子中有3个能级,且各能级电子数相等,则电子排布式为1s22s22p2 ,核外电子数为6,Y为C元素;W的基态原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,W只能含有2个电子层,最外层电子数是内层电子数的3倍,W只能含有2个电子层,最外层含有6个电子,W为O元素;R在同周期元素中原子半径最大,则R是Na元素。分析知:X是H、Y为C.Z是N、W为O、R是Na。Z是N元素,为7号元素,基态原子核外电子排布式为1s22s22p3,故A符合题意;
O2-和Na+的电子层数相同,核电荷数越大,离子半径越小,则r(Na+)
C、N、O与H可分别形成多种化合物,电子数不一定相同,故D不符合题意。
【分析】A.运动状态不同的电子数等于核外电子数;
B.核外电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小;
C.同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素;
D.N、O与H可分别形成多种化合物,电子数不一定相同,注意不一定是简单氢化物。
13.【答案】D
【解析】【解答】根据分析可知:W为C,X是N,Y是O,Z是Cl。
A.离子半径应该是:N3->O2-,A选项是错误的;
B.简单氢化物的沸点应该是:H2O>HCl,B选项是错误的;
C.基态C原子 核外电子的空间运动状态 有4种,C选项是错误的;
D.同周期中第一电离能小于N的元素有:Li、Be、B、C、O五种,D选项是正确的。
故答案为:D。
【分析】A.离子核外电子排布相同的离子,遵循“序小径大”的原则,所以离子半径应该是:N3->O2-;
B.水分子中含有分子间氢键,可以提高其沸点,所以水的沸点大于氯化氢;
C.原子空间运动状态等于其占据的轨道数;
D.同周期的元素从左至右第一电离能呈现增大的趋势,但是N元素存在2p能级的半充满,结构较为稳定,不易失去最外层电子,其第一电离能大于相邻主族元素的第一电离能。
14.【答案】B
【解析】【解答】①最外层应有2个电子,所以R的最高正价为+2价,故①错误;
②最外层应有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,故②正确;
③同周期第ⅡA族核外电子排布式为ns2,达稳定结构,所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素,故③正确;
④R元素可能是Mg或Be,故④错误;B符合题意
故答案为:B
【分析】根据第一至第四电离能分析该元素的电离能可知,元素的第一、第二电离能都较小,第三电离能剧增,说明该元素容易失去2个电子,最高化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为第IIA族元素,进而推断元素的种类及元素原子结构,由此分析解答。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.Sb为第五周期ⅤA元素,其价电子排布式为5s25p3,A说法不符合题意;
B.ⅤA元素p能级是半充满结构,第一电离能变大,则As的第一电离能大于Se,同周期中第一电离能有增大的趋势,第一电离能:Br>As>Se,B说法符合题意;
C.非金属的非金属性越强,电负性越大,电负性:Br>C>H,C说法不符合题意;
D.[Sb2(CH3)5][Sb2(CH3)2Br6]为离子化合物,含有离子键,Sb有空轨道,与溴离子和甲基形成配位键,则[Sb2(CH3)5][Sb2(CH3)2Br6]中存在离子键和共价键,D说法不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.根据Sb的核外电子能级排布即可写出电子排布式
B.同一周期电离能增大,但是第VA族的p能级是半充满,能量最低较稳定
C.元素的电负性与非金属性有关,非金属性越强,电负性越大
D.根据结构式即可判断出键的类型
16.【答案】B
【解析】【解答】A.W为S,W的常见氧化物是SO2和SO3,都是酸性氧化物,故A选项不符合题意;
B.X、Y、Z的最简单氢化物分别为氨气、水和氟化氢,常温下水为液态,其沸点最高,标况下氟化氢为液态,氨气为气态,则氟化氢的沸点大于氨气,所以最简单氢化物的沸点: Y>Z>X,故B选项符合题意;
C.W的气态氢化物为H2S,Z的气态氢化物为HF,还原性H2S>HF,故C选项不符合题意;
D.X和W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液分别为浓硝酸、浓硫酸,浓硝酸和浓硫酸都具有强氧化性,故D选项不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据图示信息,X能形成3个共价键,Y能形成2个共价键,Z能形成1个共价键,W能形成6个共价键。X、Y、Z、W是短周期的非金属元素,且原子序数依次增大,结合题干信息可知X是氮元素,W是硫元素,Y是氧元素,Z是氟元素。据此分析。
17.【答案】A
【解析】【解答】A、X的简单氢化物为甲烷,甲烷难溶于水,故A错误;
B、元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性:N>C>H,则电负性:N>C>H,故B正确;
C、同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,则第一电离能:N>C,即Y>X,故C正确;
D、H、N、Br形成的NH4Br既含离子键又含共价键,故D正确;
故答案为:A。
【分析】W的原子序数最小,W、X和Y的原子序数之和为14,W形成单键,则W应为H元素,X和Y基态原子的核外未成对电子数之和为5,结合成键情况可知,X为C元素,Y为N元素,Z是第四周期元素,Z带1个单位负电荷,则Z为Br元素。
18.【答案】A
【解析】【解答】A.莫尔盐中的铁为+2价,被空气中的氧气氧化后会变质成+3价,检验是否存在铁离子应用亚铁氰化钾溶液或KSCN溶液,A符合题意;
B.中中心原子的价层电子对数为4,采用sp3杂化,有4个σ键电子对,B不符合题意;
C.基态的价层电子排布式为2s22p6,轨道表示式为,C不符合题意;
D.N原子的2p轨道处于半满状态,能量较低,比同周期相邻的两种元素的第一电离能都大,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.依据检验铁离子应用亚铁氰化钾溶液或KSCN溶液;
B.依据单键是σ键,双键一个σ键和一个π键,三键是一个σ键和两个π键;
C.依据构造原理和洪特规则分析;
D.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。
19.【答案】C
【解析】【解答】A.非金属性Cl>Br>I,热稳定性:HCl>HBr>HI,A不符合题意;
B.同一周期主族元素,从左向右,电负性逐渐增大,电负性:F>O>N,B不符合题意;
C.同一周期主族元素,从左向右,第一电离能呈增大的趋势,第ⅡA族比相邻元素大,Mg是第ⅡA族元素,第一电离能由大到小的顺序为Mg>Al>Na,C符合题意;
D.非金属性N>P>Si,最高价含氧酸的酸性HNO3>H3PO4>H2SiO3,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.非金属性强,热稳定性高,;
B.同一周期主族元素,从左向右,电负性逐渐增大;
C.同一周期主族元素,从左向右,第一电离能呈增大的趋势,第ⅡA族比相邻元素大;
D.非金属性强,最高价含氧酸的酸性强。
20.【答案】A
【解析】【解答】A.Na、Mg、Al在同一周期,同一周期从左往右第一电离能逐渐增大,但是第IIA族大于IIIA族为特例,即Mg>Al,A符合题意;
B.Na、Mg、Al在同一周期,最高正化合价即为全部失去最外层电子数,同一周期从左往右最外层电子数增多,B不符合题意;
C.Na、Mg、Al在同一周期,同一周期从左往右电负性增大,C不符合题意;
D.Na+、Mg2+、Al3+均有两层电子层,当电子层相同时,核电荷数越大,半径越小,即Na+>Mg2+>Al3+,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;
B.同一周期从左往右最外层电子数增多,最高正化合价即为全部失去最外层电子数;
C.同一周期从左往右电负性增大;
D.电子层相同时,核电荷数越大,半径越小。
21.【答案】(1)正确
(2)错误
(3)正确
(4)正确
(5)正确
【解析】【解答】(1)电负性指元素的原子在化合物中吸引电子能力的强弱,其变化规律与非金属性一致,故可以用来判断非金属性强弱,(1)说法正确;
(2)催化剂不影响平衡移动,故不能提高反应物的平衡转化率,(2)说法不正确;
(3)根据电离常数表达式知,相同条件下,电离常数越大,说明电解质电离出的离子浓度越大,可以判断弱电解质相对较强,(3)说法正确;
(4)根据弱电解质电离规律,越稀越电离,加水稀释,促进了弱电解质的电离,醋酸电离程度增大,(4)说法正确;
(5)△H指反应物和生成物能量的差值,只与反应物和生成物状态有关,与过程无关,(5)说法正确。
【分析】(1)元素的非金属性越强,电负性越大;
(2)催化剂不能提高反应物的转化率;
(3)电离平衡常数越大,则弱电解质的电离程度越大;
(4)同一弱电解质,浓度越大其电离程度越小;
(5) 焓变△H=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量,据此分析。
22.【答案】(1);球形
(2);N>O;sp3杂化;正四面体形
(3)6;CN﹣
【解析】【解答】(1)Fe是26号元素,电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子排布为3d64s2,结合洪特规则,价层电子的排布图为 ,最外层电子在s轨道中,s轨道的电子云形状为球形,故答案为: ;球形;
(2)①铵根的电子式中,N原子形成8电子稳定结构,电子式中含[],电子式为 ,故答案为: ;
②N的价电子排布为2s22p3,O的价电子排布为2s22p4,N的2p轨道半充满,相比O较为稳定,故N的第一电离能大于O的第一电离能,故答案为:N>O;
③SO42﹣中S原子的价层电子对数为 =4,即有4对价层电子对,S原子为sp3杂化,VSEPR模型名称为正四面体形,故答案为:sp3杂化;正四面体形;
(3)根据K3[Fe(CN)6]晶体中的化学式可快速判断出中心原子的配位数为6,配体是CN﹣,故答案为:6;CN﹣。
【分析】(1)根据核外电子排布规律书写价电子排布
(2)① 带正电,是得到得到电子形成② p轨道半充满较稳定③计算出价电子对即可
(3)考查的是配位化合物中提供孤对电子的配体数目
23.【答案】(1)d;;TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O+4HCl
(2)C
(3)8;
【解析】【解答】(1)22号元素钛位于元素周期表第四周期第ⅢB族,属于元素周期表的d区元素;
根据构造原理,可知基态Ti原子核外电子排布式是[Ar]3d24s2,所以Ti原子的价电子的价电子的轨道表达式为;
TiCl4的水解反应可以制得TiO2·xH2O,TiCl4发生水解反应产生TiO2·xH2O、HCl,水解反应的化学方程式为:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O+4HCl;
(2)A.Cr是24号元素,在任何原子核外不存在运动状态完全相同的电子,则Cr原子核外电子有24种运动状态,根据构造原理,可知基态Ti原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,原子核外有7个能级,因此24个电子处在7个不同的能级上,A正确;
B.根据构造原理,可知基态Ti原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,可简写为[Ar] 3d54s1,有6个成单电子,所以第四周期元素中未成对电子数最多的元素,B正确;
C.4s电子能量较高,其在原子核外运动时,在比3s电子离核更远的地方运动的几率相对较大,而不能说总是在比3s电子离核更远的地方运动,C不正确;
D.K、Cr是第四周期元素,由于同一周期元素,原子序数越大,原子半径越小,原子失去电子就越难,其电负性就越大,则铬的电负性比钾大,原子对键合电子的吸引力比钾大,D正确;
故答案为:C;
(3)根据图知,每个Zr4+与8个O2-等距离且最近,所以Zr4+的配位数是8;
该晶胞中Zr4+的个数:8×+6×=4;O2-的个数为8,所以根据晶胞的密度计算公式,可得其密度ρ=。
【分析】(1)TiCl4水解反应,非氧化还原反应,根据质量守恒配平即可
(2)电子在轨道运动是个概率问题,只能反映在轨道出现概率比较大
(3)配位数:距离最近且等距的原子个数,利用均摊法算出一个晶胞的原子个数,然后根据p=m/V计算即可
24.【答案】(1)13;3p;哑铃形;>;原子光谱
(2)2NA;sp;CS2
(4)8;氟化钙;;22.4
【解析】【解答】(1)①Al原子核外有13个电子,每个电子的运动状态不同,故有13种运动状态不同的电子;3p上的电子的能量最高,故占据最高能级的符号是3p;p能级电子的电子云轮廓图形状为哑铃形。 ②Mg原子最外层电子所处能级为3S2,属于全充满结构,是稳定结构,电离能较大,Al原子最外层电子所处能级为3s23p1,不是稳定结构,电离能较低,故第一电离能Mg>Al;化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。(2) ①COS的结构为O=C=S,一个分子中含有2个σ键,故1mlCOS中含有的σ键数目为2NA;中心原子为碳,分子结构为直线型,故碳的杂化方式为sp。 ②CS2、CO2、COS三者的结构相同,S=C=S、O=C=S、O=C=O,共价键键长依次减小,键能依次增大,所以分子稳定性依次增强,故CS2、CO2、COS的分解温度由低到高的顺序为CS2
25.【答案】(1)Ga
(2)Fe
(3);钙
(4)Na;Mg;五;IA
【解析】【解答】(1)元素元素价电子构型为4s24p1,处于P区,为主族元素,为第四周期第ⅢA族元素Ga;
(2)元素+3价离子的3d轨道半充满,该离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,故原子的核电荷数为23+3=26,为Fe元素;
(3)A元素的负二价离子和B元素的正二价离子的电子层结构都与氩相同,核外电子数为18,A原子质子数为16,B原子质子数为20,故A为S元素,B为Ca元素,S2-离子的结构示意图为: ;
(4)①由图可知第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能有突变,因此Al的第一电离能的最小范围为Na<Al<Mg;
②金属性越强,越容易失去电子,所以第一电离能越小,图中第一电离能最小的元素是铷,在第五周期IA族。
【分析】(1)根据价电子构型确定其在元素周期表中的位置,从而确定其元素符号;
(2)根据信息确定该离子的电子排布式,进而确定其原子的核电荷数,从而确定其元素符号;
(3)根据Ar原子的原子结构,确定A、B元素离子的结构,从而确定A的离子结构示意图和B元素的名称;
(4)①结合图中信息进行分析;
②金属性越强,其第一电离能越小,据此确定图中第一电离能最小的元素;……
R
740
1500
7700
10500
……
电离能
R
740
1500
7700
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